一种催化还原磷石膏制硫酸联产水泥的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102219190A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102219190A(43)申请公布日2011.10.19(21)申请号201110097225.X(22)申请日2011.04.19(71)申请人武汉工程大学地址430074湖北省武汉市洪山区雄楚大街693号(72)发明人杨昌炎魏云丁一刚戢峻池汝安吴元欣(74)专利代理机构湖北武汉永嘉专利代理有限公司42102代理人崔友明(51)Int.Cl.C01B17/74(2006.01)C04B7/24(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种催化还原磷石膏制硫酸联产水泥的方法(57)摘要本发明涉及一种催化还原磷石膏制硫酸联产水泥的方法，包括有以下步骤：1)磷石膏和生物质经自然风干后干燥，配料，经球磨机研磨，得到混合料，备用；2)加热高温管式电阻炉至900℃，将混合料放入高温管式电阻炉中，进行磷石膏催化还原反应，得到的SO2气体直接作为制备硫酸的原料气，生产硫酸，生成的固体产物CaO直接作为水泥原料，生产水泥。本发明的主要优点：1)生物质的加入，有效地降低了磷石膏的分解温度，降低了能耗；2)本发明磷石膏的分解率≥90wt％，脱硫率≥85wt％；3)本发明产生的SO2气体体积百分含量≥15％，可直接作二转二吸制酸工艺的合格原料气；4)本发明中所使用到的生物质数量巨大，来源广泛。CN1029ACCNN110221919002219199A权利要求书1/1页1.一种催化还原磷石膏制硫酸联产水泥的方法，包括有以下步骤：1)磷石膏和生物质经自然风干后在38～42℃下干燥1～2h，按质量比5∶1～4的比例配料，经球磨机研磨至粒径为80目～160目，得到混合料，备用；2)加热高温管式电阻炉至900℃，将混合料放入高温管式电阻炉中，控制炉温900℃～1200℃，进行磷石膏催化还原反应，反应时间为60min～180min，得到的SO2气体直接作为制备硫酸的原料气，生产硫酸，生成的固体产物CaO直接作为水泥原料，生产水泥。2.按权利要求1所述的催化还原磷石膏制硫酸联产水泥的方法，其特征在于所述的磷石膏中硫酸钙质量分数为85％～90％。3.按权利要求1或2所述的催化还原磷石膏制硫酸联产水泥的方法，其特征在于所述的生物质为木屑、秸秆、玉米芯或柴草。4.按权利要求3所述的催化还原磷石膏制硫酸联产水泥的方法，其特征在于所述的生物质为木屑。5.按权利要求1或2所述的催化还原磷石膏制硫酸联产水泥的方法，其特征在于所述的高温管式电阻炉的石英管一端封闭，另一端排出二氧化硫和二氧化碳尾气。2CCNN110221919002219199A说明书1/4页一种催化还原磷石膏制硫酸联产水泥的方法技术领域[0001]本发明涉及一种催化还原磷石膏制硫酸联产水泥的方法，属于磷化工技术领域。背景技术[0002]磷石膏是湿法磷酸生产过程中排放的工业废渣，其化学组成是二水硫酸钙-(CaSO4·2H2O)，并含有少量的SiO2、Al2O3、Fe2O3、P2O5和F等杂质。每生产1吨湿法磷酸约产生4～5吨磷石膏。全世界磷石膏的年排放量超过2.8亿吨，近年来随着我国磷化工行业的迅速发展，磷石膏年排放量逐年增长。每年的磷石膏排放量超过3000万吨，其利用率却很低，我国磷石膏的利用率不足总量的10％。由于未找到有效的磷石膏利用途径，未经处理的磷石膏以堆放为主，不仅占用大量土地资源，污染环境，浪费宝贵的硫资源，而且高额的堆场建设费和维护费用给生产企业带来巨大的经济负担。另外，随着磷复肥工业的高速发展的同时，硫酸的消耗量也必然猛增。我国硫资源匮乏，90％硫磺需要依靠进口。同时随着硫磺需求量的增加，硫磺的价格自2007年初的41美元/吨攀升至2010年10月份的95美元/吨，涨幅超过130％。2009年，我国硫磺累计进口数量12,167,897,361吨，磷复肥工业用于购买硫磺的金额累计达704,508,1890美元，同时将产生7200万吨磷石膏。因此，能否解决好磷石膏的综合利用和硫资源短缺问题将成为磷复肥工业健康快速发展的瓶颈。[0003]在发明专利CN1884048A中公开了一种利用高硫煤还原分解磷石膏的方法。先将磷石膏与含硫≥3％的高硫煤分别在100～110℃下烘干1.5～2.0h至含水量≤8wt％，然后将干燥过的磷石膏和高硫煤按质量比20∶1～2混合均匀送入还原分解炉中，控制炉温800～1350℃，进行反应1.5～2h，可产生体积百分含量≥15％的SO2气体，固体产物中CaO含量≥70wt％，磷石膏分解率≥95％，脱硫率≥90％。[0004]在发明专利CN101323436A中公开了一种复合还原剂还原分解磷石膏的方法。该方法是将高硫煤与煤矸石按质量比0.1∶1～10